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SPI总线协议及应用SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
SPI是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。
SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。
SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。
也是所有基于SPI的设备共有的，它们是MOSI（数据输入），MISO（数据输出），SCLK（时钟），CS（片选）。
（1）MOSI：主器件数据输出，从器件数据输入（2）MISO：主器件数据输入，从器件数据输出（3）SCLK ：时钟信号，由主器件产生（4）/CS：从器件使能信号，由主器件控制其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。
这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。
SPI总线接口及时序假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa (10101010)，从机的sbuff=0x55 (01010101)，下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍(假设上升沿发送数据)。
这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的0--1表示上升沿、1--0表示下降沿，sdi、sdo相对于主机而言的。
根据以上分析，一个完整的传送周期是16位，即两个字节，因为，首先主机要发送命令过去，然后从机根据主机的名准备数据，主机在下一个8位时钟周期才把数据读回来。
SPI总线是Motorola公司推出的三线同步接口，同步串行3线方式进行通信:一条时钟线SCK，一条数据输入线MOSI，一条数据输出线MISO;用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。
单片机中的SPI总线通信协议与应用SPI（Serial Peripheral Interface）是一种基于同步通信方式的总线协议，常用于将单片机与外部设备进行数据交互。
本文将介绍SPI总线通信协议的原理和应用。
一、SPI总线通信协议的原理SPI总线通信协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备控制通信的发起和传输，而从设备被动接收和回应。
SPI总线通信协议通过四根线（SCLK、MOSI、MISO、SS）实现数据传输和通信控制。
1. SCLK（Serial Clock）线是用来同步主设备和从设备的时钟信号。
主设备通过拉高和拉低SCLK线来控制数据传输的时钟频率以及数据的采样和发送时机。
2. MOSI（Master Out Slave In）线是主设备发送数据给从设备的数据线。
主设备通过拉高和拉低MOSI线来将数据传输给从设备。
3. MISO（Master In Slave Out）线是从设备发送数据给主设备的数据线。
从设备通过拉高和拉低MISO线来将数据传输给主设备。
4. SS（Slave Select）线用于选择从设备。
主设备可以通过拉低相应的SS线来选择与之通信的从设备，从而实现多从设备的控制和数据交互。
SPI总线通信协议的数据传输是全双工的，即主设备和从设备可以同时发送和接收数据。
主设备通过SCLK线控制数据传输的时钟频率，而MOSI和MISO线相互独立地进行数据传输。
二、SPI总线通信协议的应用SPI总线通信协议广泛应用于各种领域，如数字信号处理、嵌入式系统、通信设备等。
下面将介绍几个常见的应用场景。
1. 存储器扩展许多单片机具有内置的存储器，在容量有限的情况下，可以通过SPI总线连接外部存储器来扩展储存空间。
主设备通过SPI总线的读写操作，将数据存储到外部存储器或者从外部存储器中读取数据。
2. 传感器接口许多传感器都支持SPI总线通信接口，例如加速度传感器、温度传感器等。
SPII2CUART三种串行总线的原理区别及应用SPI（Serial Peripheral Interface），I2C（Inter-Integrated Circuit）和UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是常见的串行总线通信协议，它们在嵌入式系统中被广泛使用。
以下是对这三种串行总线的原理、区别及应用的详细介绍。
1. SPI（Serial Peripheral Interface）SPI是一种同步的、全双工的串行总线协议，通常由一个主设备和一个或多个从设备组成。
SPI总线上通信是基于时钟信号进行同步的，主设备产生时钟信号，从设备在时钟的边沿上发送和接收数据。
在SPI总线上，主设备控制通信的起始和结束，并通过片选信号选择与之通信的从设备。
SPI总线上的数据传输是基于多线制的，其中包括主设备的时钟线（SCLK）、数据输出线（MOSI）、数据输入线（MISO）和片选线（SS）。
SPI总线具有以下特点：-速度较快，可以达到十几MHz甚至上百MHz的传输速率。
-支持多主设备，但每个时刻只能有一个主设备处于活动状态。
-适用于短距离通信，通常在PCB上的芯片之间进行通信。
-数据传输可靠性较高。
SPI总线广泛应用于各种设备之间的数据传输，例如存储器、传感器、显示模块等。
2. I2C（Inter-Integrated Circuit）I2C也是一种同步的、双向的串行总线协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成。
I2C总线上的通信也是基于时钟信号进行同步的，主设备产生时钟信号和开始/停止条件，从设备在时钟边沿上发送和接收数据。
I2C总线上的数据传输是基于两根线—串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。
I2C总线具有以下特点：- 通信速度较慢，大多数设备的传输速率为100kbps，但也支持高达3.4Mbps的快速模式。
-支持多主设备，可以同时连接多个主设备。
单片机中SPI接口的工作原理与应用案例一、工作原理SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步的串行通信接口协议，常用于单片机和外围设备之间进行数据传输。
它由一个主设备和一个或多个从设备组成，可以同时控制多个从设备。
SPI接口通过四个信号线进行通信：时钟线（SCLK）、主设备输出从设备输入线（MOSI）、主设备输入从设备输出线（MISO）、片选线（SS）。
工作时，主设备驱动时钟线发送时钟信号，从而控制数据传输的时序。
主设备通过MOSI线发送数据到从设备，从设备通过MISO线返回数据给主设备。
片选线用于选择哪个从设备与主设备进行通信，可以通过使能或禁用相应的从设备。
SPI通信的数据传输方式有两种：全双工和半双工。
全双工允许主设备和从设备同时发送和接收数据，而半双工只允许主设备和从设备交替进行数据传输。
SPI 接口的工作速率可以根据应用需求进行调整。
在SPI接口中，主设备控制时钟的频率，从设备根据时钟频率进行数据读取和传输。
二、应用案例1. 存储器扩展模块一个常见的应用案例是在单片机系统中使用SPI接口来扩展存储器容量。
通过连接一块外部存储器，可以实现对大容量数据的读写操作。
主设备通过SPI接口发送读写指令和地址信息，从设备接收指定地址的数据，并将数据返回给主设备。
通过这种方式，可以轻松扩展单片机的存储容量。
2. 传感器数据采集模块SPI接口广泛应用于传感器数据采集模块。
传感器作为从设备连接到单片机系统，通过SPI接口将采集到的数据传输给主设备。
主设备可以根据需要发送控制命令到从设备，从而实现对传感器的配置和采集频率等参数的调整。
例如，温度传感器可以通过SPI接口将采集到的温度数据传输给单片机系统，从而实现实时温度监测。
其他类型的传感器，如加速度传感器、压力传感器等，也可以通过SPI接口与单片机进行数据交换，实现对环境参数的监测和控制。
3. 外部显示模块SPI接口还常被用于连接外部显示模块，如液晶显示屏（LCD）。
SPI总线简介与参考实例SPI是英文Serial Peripheral Interface的缩写，中文意思是串行外围设备接口，SPI 是Motorola公司推出的首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的一种同步串行通讯方式。
这是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。
SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
SPI总线系统是一种同步串行外设接口通信以交换信息。
外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。
SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。
一、基本原理1. SPI技术性能SPI接口是Motorola 首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式（Master Slave）架构；支持多slave模式应用，一般仅支持单Master。
时钟由Master 控制，在时钟移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后（MSB first）；SPI接口有2根单向数据线，为全双工通信，目前应用中的数据速率可达几Mbps 的水平。
2. SPI控制模式SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。
也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI （数据输入），SDO （数据输出），SCK （时钟），CS （片选）。
（1）MOSI – 主设备数据输出，从设备数据输入（主发从收）（2）MOSO – 主设备数据输入，从设备数据输出（主收从发）（3）SCLK – 时钟信号，由主设备产生（时钟线） （4）/SS – 从设备使能信号，由主设备控制其中SS 是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。
spi总线协议SPI总线协议。
SPI（Serial Peripheral Interface）是一种用于在数字集成电路之间进行通信的同步串行通信协议。
它通常用于连接微控制器和外围设备，例如存储器芯片、传感器、显示器和无线模块等。
SPI总线协议具有简单、高效、灵活等特点，因此在许多嵌入式系统中得到广泛应用。
本文将对SPI总线协议的基本原理、通信方式、时序特性以及应用进行介绍。
SPI总线协议基本原理。
SPI总线由四根信号线组成，分别为时钟信号（SCLK）、主设备输出（MOSI）、主设备输入（MISO）和片选信号（SS）。
在SPI总线中，通信的主设备通过SCLK信号产生时钟脉冲，控制数据的传输。
MOSI信号用于主设备向从设备发送数据，MISO信号用于从设备向主设备发送数据。
片选信号用于选择从设备，使得主设备可以与多个从设备进行通信。
SPI总线协议通信方式。
SPI总线协议采用全双工通信方式，即主设备和从设备可以同时发送和接收数据。
通信开始时，主设备通过片选信号选择从设备，并在时钟信号的控制下，通过MOSI信号向从设备发送数据，同时从设备通过MISO信号向主设备发送数据。
通信结束后，主设备通过片选信号取消对从设备的选择，从而完成一次数据传输。
SPI总线协议时序特性。
在SPI总线协议中，数据的传输是在时钟信号的控制下进行的。
通常情况下，数据的传输是在时钟的上升沿或下降沿进行的，具体取决于SPI设备的工作模式。
此外，SPI总线协议还可以通过调整时钟信号的极性和相位来适应不同的外设要求，从而实现更灵活的通信方式。
SPI总线协议应用。
SPI总线协议在各种嵌入式系统中得到广泛应用，例如单片机、嵌入式系统、传感器网络等。
在单片机中，SPI总线协议通常用于连接外部存储器、显示器、通信模块等外围设备。
在嵌入式系统中，SPI总线协议可以用于连接各种外设，实现系统的功能扩展和升级。
在传感器网络中，SPI总线协议可以用于连接各种传感器节点，实现数据的采集和传输。
单片机中的SPI通信协议详解与应用案例SPI（Serial Peripheral Interface）是一种全双工、同步的串行通信协议，广泛应用于单片机与外围设备之间的通信。
本文将详细介绍SPI 通信协议的工作原理、通信格式以及在单片机应用中的实际案例。
### 一、SPI通信协议的工作原理SPI通信协议通常由一个主设备（Master）和一个或多个从设备（Slave）组成。
主设备负责发起通信并控制通信的时序，从设备则根据主设备的指令进行响应。
SPI通信使用四根线进行连接，包括时钟线（SCLK）、主设备输出从设备输入线（MOSI）、主设备输入从设备输出线（MISO）以及片选线（SS）。
在SPI通信中，通信双方通过时钟线同步数据传输，主设备在时钟信号的上升沿或下降沿触发数据传输，而从设备在时钟信号的相反沿进行数据接收。
此外，通过片选线可以选择与主设备进行通信的特定从设备，避免多个从设备同时响应。
### 二、SPI通信协议的通信格式在SPI通信中，数据传输的格式包括数据位数、传输顺序和时钟极性等方面的参数。
常见的SPI通信格式包括数据位宽（1~16位）、传输顺序（MSB first或LSB first）以及时钟极性（空闲时钟高电平或低电平）等。
数据传输过程中，主设备通过时钟线向从设备发送时钟信号，并同时通过MOSI线发送数据，从设备则通过MISO线接收并响应数据。
SPI通信中一般采用全双工通信方式，即主设备和从设备可以同时发送和接收数据。
### 三、SPI通信协议的应用案例SPI通信协议在单片机应用中具有广泛的应用场景，例如与外部存储器、传感器、显示屏等外围设备进行通信。
下面以单片机与外部存储器的通信为例，介绍SPI通信协议的应用过程。
1. 初始化SPI通信：配置主设备和从设备的通信参数，包括时钟频率、传输格式等，以确保通信双方能够正常进行数据传输。
2. 选中从设备：通过片选线选择要与主设备通信的具体从设备，避免多个从设备同时响应导致通信错误。
SPI总线从机接口实时模拟的实现SPI（Serial Peripheral Interface）总线是一种用于串行通信的同步接口协议，常用于嵌入式系统中的外围设备之间的通信。
SPI总线由一个主设备和一个或多个从设备组成，主设备通过时钟信号控制数据的传输。
在实时模拟SPI总线从机接口时，我们需要实现以下几个关键的功能：1.时钟信号生成：SPI总线的通信是通过时钟信号来同步的，因此我们需要在从机接口中生成正确的时钟信号。
可以通过使用定时器或者外部时钟信号源，按照SPI总线的时序要求生成时钟信号。
2.数据收发：SPI总线的通信是全双工的，即可以同时收发数据。
从机接收主机发送的数据，同时向主机发送响应的数据。
我们需要实现数据的收发功能，可以通过串口或者并口方式将数据从主机传输到从机，同时将从机的响应数据传输回主机。
3.数据帧格式解析：SPI总线中的数据是按照一定格式进行传输的，我们需要在从机接口中解析数据帧的格式。
数据帧通常包括数据位、校验位、起始位和停止位等信息。
在接收数据时，需要正确解析数据帧的格式，提取出有效的数据，并进行校验。
4.状态监测：在实时模拟从机接口时，需要监测SPI总线状态的变化。
包括时钟信号的变化、数据收发的状态和错误状态等。
在监测到状态的变化时，应及时进行相应的操作，例如更新数据、发送响应等。
5.错误处理：在SPI总线通信中，可能会出现各种错误，如数据传输错误、时钟信号失效等。
我们需要在从机接口中实现错误的检测和处理机制，以保证数据的可靠传输。
实时模拟SPI总线从机接口的实现，需要根据具体的硬件平台和所使用的编程语言进行相应的开发。
通常可以借助现有的软件库或者开发工具来简化开发过程，如使用Arduino等开发板、C语言或Python等编程语言。
总之，实时模拟SPI总线从机接口的实现需要考虑时钟信号生成、数据收发、数据帧格式解析、状态监测和错误处理等关键功能。
通过合理的设计和开发，可以实现SPI总线从机接口在软件上的模拟，以满足相应的通信需求。
干货一文了解SPI总线工作原理、优缺点和应用案例将微控制器连接到传感器，显示器或其他模块时，您是否考虑过两个设备之间如何通信？他们到底在说什么？他们如何能够相互理解？电子设备之间的通信就像人类之间的通信，双方都需要说同一种语言。
在电子学中，这些语言称为通信协议。
幸运的是，在构建大多数DIY电子项目时，我们只需要了解一些通信协议。
在本系列文章中，我们将讨论三种最常见协议的基础知识：串行外设接口（SPI），内部集成电路（I2C）和通用异步接收器/发送器（UART）驱动通信。
首先，我们将从一些关于电子通信的基本概念开始，然后详细解释SPI的工作原理。
SPI，I2C和UART比USB，以太网，蓝牙和WiFi等协议慢得多，但它们更简单，使用的硬件和系统资源也更少。
SPI，I2C和UART非常适用于微控制器之间以及微控制器和传感器之间的通信，在这些传感器中不需要传输大量高速数据。
串行与并行通信电子设备通过物理连接在设备之间的导线发送数据位来相互通信，有点像一个字母中的字母，除了26个字母（英文字母表中），一个位是二进制的，只能是1或0。
通过电压的快速变化，位从一个设备传输到另一个设备。
在工作电压为5V的系统中，0位作为0V的短脉冲通信，1位通过5V的短脉冲通信。
数据位可以并行或串行形式传输。
在并行通信中，数据位是同时发送的，每个都通过单独的线路。
下图显示了二进制（01000011）中字母“C”的并行传输：在串行通信中，通过单线逐个发送这些位。
下图显示了二进制（01000011）中字母“C”的串行传输：SPI通信简介许多设备都采用了SPI通用通信协议。
例如，SD卡模块，RFID读卡器模块和2.4 GHz无线发送器/接收器都使用SPI与微控制器通信。
SPI的一个独特优势是可以不间断地传输数据。
可以连续流发送或接收任意数量的比特。
使用I2C和UART，数据以数据包形式发送，限制为特定的位数。
启动和停止条件定义每个数据包的开始和结束，因此数据在传输过程中会被中断。
SPI线的原理与应用研究1. 概述SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外设接口协议，被广泛应用于各种嵌入式系统中。
本文将介绍SPI线的原理和应用，包括其基本原理、工作模式、使用场景等。
2. 基本原理SPI线是一种全双工的串行数据传输线，由至少4根线组成，包括主设备发出数据（MOSI）、接收数据（MISO）、时钟信号（SCLK）和片选信号（SS）。
其中，主设备负责发起传输并控制片选信号，从设备负责接收和响应传输。
3. 工作模式SPI线可以工作在多种模式下，主要包括四种常见模式： 1. 模式0：时钟信号空闲时，数据线保持低电平；数据线在时钟信号的上升沿采样，下降沿传输数据。
2. 模式1：时钟信号空闲时，数据线保持低电平；数据线在时钟信号的下降沿采样，上升沿传输数据。
3. 模式2：时钟信号空闲时，数据线保持高电平；数据线在时钟信号的下降沿采样，上升沿传输数据。
4. 模式3：时钟信号空闲时，数据线保持高电平；数据线在时钟信号的上升沿采样，下降沿传输数据。
4. 应用场景SPI线在各种嵌入式系统中广泛应用，特别适用于需要高速数据传输和较短传输距离的场景。
以下是几个常见的应用场景： - 存储器接口：SPI线可以连接各类存储器，如闪存、EEPROM等，实现数据的读写操作。
- 传感器接口：许多传感器设备采用SPI线与主控设备连接，例如温度传感器、加速度传感器等。
- 显示设备接口：SPI线可以用于连接各种显示设备，如液晶屏、OLED屏等，用于传输显示数据。
- 通信接口：SPI线可以用于实现设备之间的通信，如无线模块与主控设备之间的数据传输。
5. 优缺点分析SPI线作为一种串行通信协议，具有以下优点： - 高速数据传输：由于采用串行数据传输，SPI线可以实现较高的数据传输速率。
- 硬件控制简单：SPI线的控制由硬件实现，相比其他协议更加简单。
- 灵活性高：SPI线支持多个从设备连接到一个主设备，因此具有灵活的拓展性。
SPI总线协议介绍（易懂）目录CONTENTS•SPI总线协议产生背景•SPI总线协议内容介绍•SPI总线协议总结一、SPI总线协议背景12 SPI是由摩托罗拉(Motorola)公司于1979年开发的全双工同步串行总线，是微处理控制单元(MCU)和外围设备之间进行通信的同步串行端口。
主要应用在EEPROM、Flash、实时时钟(RTC)、数模转换器(ADC)、网络控制器、MCU、数字信号处理器(DSP)以及数字信号解码器之间。
SPI，全称Serial Peripheral Interface，中文意思是串行外部设备接口，是一种全双工、高速、同步的通信总线。
SPI 总线器件可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，一般使用4 条线:串行时钟线SCLK、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI 和低电平有效的从机选择线CS3SPI总线术语及定义，如表（1）所示：表（1） SPI总线术语及定义二、SPI总线协议内容1<1>.SPI总线采用主从模式架构，支持多从设备应用，一般只支持单主设备；<2>.当主设备想要和某从设备进行通信时候,主设备需要先向对应从设备的片选线(CS)山发送使能信号(高电平或者低电平,按从设备而定),表示选中该从设备；<3>.时钟由主设备控制，数据在时钟脉冲下按位传输，高位在前；<4>.目前应用中的数据速率可达几Mbps。
2SPI设备之间采用全双工模式通信，是一个主机和一个或者多个从机的主从模式。
主机负责初始化帧，这个数据传输帧可以用于读与写两种操作，片选线可以从多个从机选择一个来响应主机的请求。
如图（1）、图（2）、图（3）和图（4）所示图（1）SPI连接类型首先Master产生时钟，时钟频率小于或等于Slave支持的最大频率；随后Master通过产生时钟信号(SCLK)来控制数据传输，并通过将特定Slave的芯片选择(CS）线拉低来进行通信。
SPI总线详细解析关键字：SPI串行通讯主从时钟一.SPI总线简介串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。
SPI用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。
它只需四条线就可以完成MCU与各种外围器件的通讯，这四条线是：串行时钟线（CSK）、主机输入/从机输出数据线（MISO）、主机输出/从机输入数据线（MOSI）、低电平有效从机选择线CS。
当SPI工作时，在移位寄存器中的数据逐位从输出引脚（MOSI）输出（高位在前），同时从输入引脚（MISO）接收的数据逐位移到移位寄存器（高位在前）。
发送一个字节后，从另一个外围器件接收的字节数据进入移位寄存器中。
即完成一个字节数据传输的实质是两个器件寄存器内容的交换。
主SPI的时钟信号（SCK）使传输同步。
其典型系统框图如下图所示。
二.SPI总线主要特点·全双工;·可以当作主机或从机工作;·提供频率可编程时钟;·发送结束中断标志;·写冲突保护;.总线竞争保护等。
三.SPI总线工作方式SPI总线有四种工作方式，其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式(实线表示):四种工作方式时序分别为：时序详解：CPOL：时钟极性选择，为0时SPI总线空闲为低电平，为1时SPI总线空闲为高电平CPHA：时钟相位选择，为0时在SCK第一个跳变沿采样，为1时在SCK第二个跳变沿采样工作方式1：当CPHA=0、CPOL=0时SPI总线工作在方式1。
MISO引脚上的数据在第一个SPSCK沿跳变之前已经上线了，而为了保证正确传输，MOSI引脚的MSB位必须与SPSCK的第一个边沿同步，在SPI传输过程中，首先将数据上线，然后在同步时钟信号的上升沿时，SPI的接收方捕捉位信号，在时钟信号的一个周期结束时(下降沿)，下一位数据信号上线，再重复上述过程，直到一个字节的8位信号传输结束。
SPI总线通俗易懂讲解SPI总线MOTOROLA公司的SPI总线的基本信号线为3根传输线，即SI、SO、SCK。
传输的速率由时钟信号SCK决定，SI为数据输入、SO为数据输出。
采用SPI总线的系统如图8-27所示，它包含了一个主片和多个从片，主片通过发出片选信号-CS来控制对哪个从片进行通信，当某个从片的-CS信号有效时，能通过SI接收指令、数据，并通过SO发回数据。
而未被选中的从片的SO端处于高阻状态。
图8-27 SPI总线的系统主片在访问某一从片时，必须使该从片的片选信号有效；主片在SCK信号的同步下，通过SI线发出指令、地址信息；如需将数据输出，则接着写指令，由SCK同步在SI线上发出数据；如需读回数据，则接着读指令，由主片发出SCK，从片根据SCK的节拍通过SO发回数据。
因而对具有SPI接口的从片器件来讲，SCK、SI是输入信号，SO是输出信号。
SCK 用于主片和从片通信的同步。
SI用于将信息传输到器件，输入的信息包括指令、地址和数据，指令、地址和数据的变化在SCK的低电平期间进行，并由SCK信号的上升沿锁存。
SO用于将信息从器件传出，传出的信息包括状态和数据，信息在SCK信号的下降沿移出。
Microchip公司的25XX系列的串行E2PROM采用了SPI总线，该系列器件的性能如表8-2所示。
表8-2 Microchip公司的25XX系列的串行E2PROM型号25XX04025XX08025XX16025XX320容量4K（512 X 8bit）8K(1024 X 8bit)16K(4096 X 8bit)32K(4096 X 8bit)地址信号A0~A8A0~A9A0~A10A0~A11以25XX320为例，该器件是4K字节的E2PROM，结构如图8-28所示，接口信号为SCK、SI和SO，此外还具有-CS、-WP、-HOLD信号线。
其中-CS为器件选中信号，当此信号为低电平时器件被选中，高电平时器件处于等待状态。
传感器用到的总线技术传感器是一种能够感知和检测环境中各种物理量的装置，广泛应用于工业自动化、物联网、智能家居等领域。
而传感器的工作离不开总线技术的支持，总线技术是传感器与其他设备进行通信和数据传输的重要手段。
本文将介绍几种常见的总线技术，并探讨它们在传感器中的应用。
一、I2C总线技术I2C（Inter-Integrated Circuit）总线技术是一种串行通信协议，可以同时连接多个设备，实现数据的传输和控制。
在传感器中，I2C 总线技术常用于连接多个传感器到一个主控制器，实现数据的采集和处理。
通过I2C总线，传感器可以与主控制器进行双向通信，将采集到的数据传输给主控制器，并接收主控制器下发的指令。
二、SPI总线技术SPI（Serial Peripheral Interface）总线技术是一种同步串行通信协议，常用于连接主控制器和外围设备之间的数据传输和控制。
在传感器中，SPI总线技术通常用于连接高速传感器，实现快速的数据传输和高精度的测量。
SPI总线技术的特点是通信速度快、传输距离短、连接设备数量较少。
三、CAN总线技术CAN（Controller Area Network）总线技术是一种高可靠性的串行通信协议，主要用于汽车和工业控制系统中。
在传感器中，CAN 总线技术常用于连接分布式传感器网络，实现传感器之间的数据交换和协同工作。
CAN总线技术的优点是支持多主机和多从机的通信，具有较高的抗干扰能力和可靠性。
四、RS485总线技术RS485总线技术是一种半双工的串行通信协议，常用于工业自动化领域。
在传感器中，RS485总线技术通常用于连接远距离传感器，实现传感器数据的远程传输和控制。
RS485总线技术的特点是传输距离远、抗干扰能力强、支持多节点连接。
五、Modbus总线技术Modbus总线技术是一种常用的工业通信协议，常用于工业自动化系统中。
在传感器中，Modbus总线技术通常用于连接传感器和监控系统，实现传感器数据的采集和远程监控。
详解SPI总线规范SPI是英文Serial Peripheral Interface的缩写，中文意思是串行外围设备接口，SPI是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。
SPI概述SPI：高速同步串行口。
3～4线接口，收发独立、可同步进行.SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。
是Motorola首先在其MC68HCX X系列处理器上定义的。
SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200.SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。
外围设置FLASH RAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。
SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。
SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。
也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟），CS（片选）。
（1）SDO –主设备数据输出，从设备数据输入（2）SDI –主设备数据输入，从设备数据输出（3）SCLK –时钟信号，由主设备产生（4）CS –从设备使能信号，由主设备控制其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。
这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。
接下来就负责通讯的3根线了。
通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。
这就是SCK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。
数据输出通过SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。
完成一位数据传输，输入也使用同样原理。
这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），就可以完成8位数据的传输。
要注意的是，SCK信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。
同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主控设备。
这样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据，而SPI允许数据一位一位的传送，甚至允许暂停，因为SCK时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。
也就是说，主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。
SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。
不同的SPI设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义，具体请参考相关器件的文档。
在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。
在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立的使能信号，硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。
最后，SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。
AT91RM9200的SPI接口主要由4个引脚构成：SPICLK、MOSI、MISO及/SS，其中SPICLK是整个SPI总线的公用时钟，MOSI、MISO作为主机，从机的输入输出的标志，MOSI是主机的输出，从机的输入，MISO 是主机的输入，从机的输出。
/S S是从机的标志管脚，在互相通信的两个SPI总线的器件，/SS管脚的电平低的是从机，相反/SS管脚的电平高的是主机。
在一个SPI 通信系统中，必须有主机。
SPI总线可以配置成单主单从，单主多从，互为主从。
SPI的片选可以扩充选择16个外设,这时PCS输出=NPCS,说NPCS0~3接4-16译码器,这个译码器是需要外接4-16译码器，译码器的输入为NPCS0~3，输出用于16个外设的选择。
同步外设接口(SPI)是由摩托罗拉公司开发的全双工同步串行总线，该总线大量用在与EEPROM、ADC、FRAM和显示驱动器之类的慢速外设器件通信。
SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行同步通讯协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成，主设备启动一个与从设备的同步通讯，从而完成数据的交换。
SPI 接口由SDI（串行数据输入），SDO（串行数据输出），SCK（串行移位时钟），CS（从使能信号）四种信号构成，CS 决定了唯一的与主设备通信的从设备，如没有CS 信号，则只能存在一个从设备，主设备通过产生移位时钟来发起通讯。
通讯时，数据由SDO 输出，SDI 输入，数据在时钟的上升或下降沿由SDO 输出，在紧接着的下降或上升沿由SDI 读入，这样经过8/16 次时钟的改变，完成8/16 位数据的传输。
SPI通信该总线通信基于主-从配置。
它有以下4个信号：MOSI:主出/从入MISO:主入/从出SCK:串行时钟SS:从属选择芯片上“从属选择”(slave-select)的引脚数决定了可连到总线上的器件数量。
在SPI传输中，数据是同步进行发送和接收的。
数据传输的时钟基于来自主处理器的时钟脉冲，摩托罗拉没有定义任何通用SPI 的时钟规范。
然而，最常用的时钟设置基于时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)两个参数，CPOL定义SPI串行时钟的活动状态，而C PHA定义相对于SO-数据位的时钟相位。
CPOL和CPHA的设置决定了数据取样的时钟沿。
数据方向和通信速度SPI传输串行数据时首先传输最高位。
波特率可以高达5Mbps，具体速度大小取决于SPI硬件。
例如，Xicor公司的SPI串行器件传输速度能达到5MHz。
SPI总线接口及时序SPI总线包括1根串行同步时钟信号线以及2根数据线。
SPI模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。
如果CPOL="0"，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。
时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。
如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。
SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。
SPI接口时序如图3、图4所示。
SPI是一个环形总线结构，由ss（cs）、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010，上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
那么第一个上升沿来的时候数据将会是sdo=1；寄存器=0101010x。
下降沿到来的时候，sdi上的电平将所存到寄存器中去，那么这时寄存器=0101010sdi，这样在8个时钟脉冲以后，两个寄存器的内容互相交换一次。
这样就完成里一个spi时序。
例子：假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa，从机的sbuff=0x55，下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍:假设上升沿发送数据这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的上表示上升沿、下表示下降沿，sdi、sdo相对于主机而言的。
其中ss引脚作为主机的时候，从机可以把它拉底被动选为从机，作为从机的是时候，可以作为片选脚用。
根据以上分析，一个完整的传送周期是16位，即两个字节，因为，首先主机要发送命令过去，然后从机根据主机的名准备数据，主机在下一个8位时钟周期才把数据读回来SPI 总线是Motorola公司推出的三线同步接口，同步串行3线方式进行通信:一条时钟线SCK，一条数据输入线MOSI，一条数据输出线MISO;用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。
SPI主要特点有:可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等。
图3示出SPI总线工作的四种方式，其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式(实线表示):图2 SPI总线四种工作方式SPI 模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。
如果CPOL="0"，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。
时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。
如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。
SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。
SPI接口时序如图3、图4所示。
二，.SPI功能模块的设计根据功能定义及SPI的工作原理，将整个IP Core分为8个子模块：uC接口模块、时钟分频模块、发送数据FIFO模块、接收数据FIFO模块、状态机模块、发送数据逻辑模块、接收数据逻辑模块以及中断形式模块。
深入分析SPI的四种传输协议可以发现，根据一种协议，只要对串行同步时钟进行转换，就能得到其余的三种协议。
为了简化设计规定，如果要连续传输多个数据，在两个数据传输之间插入一个串行时钟的空闲等待，这样状态机只需两种状态（空闲和工作）就能正确工作。
SPI协议举例SPI是一个环形总线结构，由ss（cs）、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010，上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
那么第一个上升沿来的时候数据将会是sdo=1；寄存器中的10101010左移一位，后面补入送来的一位未知数x，成了0 101010x。
